Буровой 900 цемент можно ли использовать на фундамент

Буровой цемент – народное наименование специального вида «связующего» – «Портландцемент тампонажный» со специальными добавками или без таковых. Основными потребителями бурового цемента, являются нефтедобывающие и газодобывающие предприятия.

Что такое буровой цемент?

В соответствии со своим «народным» и Гостовским названием тампонажные цементы используются для герметизации пространства между пробуренным стволом скважины и обсадными трубами от грунтовых вод или разделения нефтегазоносных горизонтов.

Иногда, тампонажный цемент используют в качестве классического портландцемента в строительстве объектов промышленного и гражданского назначения.

Пример маркировки:

ПЦТ II-СС-50. Портландцемент Тампонажный сульфатостойкий с минеральными добавками, для низких или нормальных температур:

• ПТЦ и – портландцемент тампонажный;
• II – с минеральными добавками;
• СС – сульфатостойкий;
• 50 – для низких и нормальных температур (от 15 до 50 градусов Цельсия).

Особенности и характеристики бурового цемента

Тампонажный цемент производится по технологии тонкого помола клинкера с добавкой гипса (от 2 до 3,5% от массы клинкера) и ряда других минеральных веществ, придающих ему специальные свойства: быстрое твердение по отношению к общестроительным цементам, повышенную прочность, высокую жидкотекучесть и пр.

Так как линейные размеры пространства между стволом и обсадными трубами скважин составляют всего 15-50 миллиметров, при глубине бурения сто и тысячи метров, к тампонажному раствору предъявляются весьма жесткие требования. Жидкотекучесть раствора должна обеспечивать скорость закачки в зазор 1,5 м/с, а после того как закачка прекратится раствор должен набрать расчетную прочность в минимальные сроки.

Также стоит учитывать, что по мере увеличения глубины ствола в нем увеличиваются давление и температура. В связи с этим тампонирование шахты осуществляется жидким цементным тестом (пульпой) без песка, с содержанием воды порядка 50% от веса цемента.

Так как наибольшее влияние на сроки схватывания и твердения бурового цемента оказывает температура внутри ствола скважины, цементная промышленность выпускает два класса тампонажного цемента – цемент для «горячих» и «холодных» скважин.

Кроме того имеются специальные виды бурового цемента для особых условий эксплуатации, присутствующих в особоглубоких шахтах: белитокремнеземистый, песчанистый, солестойкий, гигроскопический, сульфатостойкий, утяжеленный, облегченный, волокнистый и другие специальные виды тампонажного цемента. При этом специальные свойства бурового «вяжущего» регулируются добавкой: шлаков, известняков, песка и других минеральных веществ.

При высокой температуре пульпа полностью отвердевает в промежутке времени от 1 часа 40 минут до 10 часов, в зависимости от конкретных условий. При низкой и нормальной температуре процесс твердения занимает промежуток времени от 2 до 12 часов. Для регулировки времени твердения используются добавки калия хлористого и натрий хлора. Самый длительный период твердения имеет тампонажный солестойкий цемент.

Специальные свойства бурового цемента определяют его высокую стоимость по сравнению с классическим портландцементом. Стандартный пятидесятикилограммовый мешок тампонажного цемента стоит в среднем 300 рублей, а стоимость цемента реализуемого россыпью или в мягких контейнерах (биг-бегах) колеблется от 4 400 рублей до 6 950 рублей в зависимости от вида и компании производителя.

Поэтому применение бурового цемента в гражданском строительстве экономически нецелесообразно, и возможно только в тех случаях, когда бетонная конструкция эксплуатируется в особых условиях.

Отечественные производители тампонажного цемента

Спасскцемент, ОАО Сухоложскцемент, ООО «Топкинский цемент», ООО «Красноярский цемент», Группа компаний «БЕСТО», ОАО «Вольскцемент», ПАО «Подольск-Цемент» и ряд других старейших и новых предприятий.

Прочность монолитного изделия зависит от марки цемента, чистоты и качества других компонентов смеси: песка, щебня и воды. Для изготовления фундаментов используют портландцемент, получаемый совместным обжигом глины, известняка и размолом полученного клинкера с добавлением гипса. Правильно выбранный цемент для фундамента в сочетании с нужными пропорциями бетонной смеси обеспечит надежность основания.

Виды основных марок цемента

Основные марки цемента, применяемые при изготовлении фундаментов:

• портландцемент ПЦ — старый стандарт, ЦЕМ I — новый;
• шлакопортландцемент, соответственно, ШПЦ и ЦЕМ II — шлак <35%, ЦЕМ III ≥36%.

После кода наименования в маркировке следуют цифры, обозначающие прочность вяжущего по устаревшему нормативу в кг/см²: 300, 400, 500, 600. Действующий стандарт предусматривает выражение нагрузки на сжатие в МПа — 22,5; 32,5; 42,5; 52,5. Примеры обозначений: ПЦ-500, ШПЦ-300, ЦЕМ I-42,5; ЦЕМ II-22,5. Для упрощения записи вместо сочетания ПЦ используется буква М — портландцементы М400, М500.

Присутствие в цементе активных добавок обозначается шифром Д: если их содержание <5%, пишут Д0. В других вариантах цифра отражает количество гранулированного шлака в процентах — добавки Д20, Д30. Скорость отвердения раствора может быть нормальной — обозначение Н, или быстрой — Б. Завершается маркировка цемента ссылкой на стандарт: ПЦ-500Д0 ГОСТ 10178-85, ЦЕМ IБ-42,5 ГОСТ 31108-2003. Существуют другие марки вяжущих материалов со специальными свойствами, но для устройства оснований они применяются редко.

Выбор марки для заливки фундамента

Бетонная смесь, как и цемент, маркируется в зависимости от прочности затвердевшего образца на сжатие. Обозначается показатель символом М, а цифры приводится в кг/см².

При этом марка вяжущего вещества и монолита на его основе не всегда совпадают: бетоны М200, 300, 400, 500 изготавливают с использованием цементов М400, М500. Каждый фундамент рассчитывается по нагруженности, марка смеси для заливок отдельных блоков указывается в проектной документации. Рекомендуемые бетоны:

• М100 — заливка фундаментов частных домов, гаражей и дачных строений;
• М200 применяют для возведения двухэтажных коттеджей, если коробка в 3 уровнях, используют М250;
• М300 — под основания массивных сооружений из нескольких горизонтов;
• М400 — для фундаментов многоэтажных зданий.

Выбор цемента начинают с осмотра упаковки, на ней обязательно указывается марка и срок годности. Хранить вяжущее вещество разрешается 2 месяца. Если продукт старше, то он теряет 10-12% активности. Если штамп изготовителя затерт или не обнаружен на мешке, нужно проверить сопроводительные документы на партию цемента, чтобы убедиться в свежести. Можно потрогать мешок: хороший цемент продавливается, в отличие от затвердевшего просроченного порошка.

Количество цемента на фундамент

Производители бетонных сооружений закупают вяжущие порошки М500, упакованные в мягкие однотонные контейнеры, или организуют оптовую доставку с помощью цементовозов. Мелкие потребители и частные застройщики приобретают цемент в бумажных мешках — это марка М400. Чтобы понять, какое количество потребуется для возведения фундамента дома, потребуется выполнить расчет. Для вычислений используется схема:

• выбирается марка цемента;
• определяется объем фундамента и необходимая прочность: обмериваются опалубочные полости, заливаемые бетонной смесью;
• из справочной таблицы подбирается нужное значение удельного расхода цемента заданной марки для получения монолита установленной прочности;
• необходимая потребность определяется перемножением объема бетонных работ и нормы использования цемента.

Пропорции компонентов

Бетонный раствор для крупных строек изготавливают на заводах, а для мелких предприятий и частников лучший способ залить фундамент — самостоятельное изготовление цементной смеси: песок, щебень и вода с цементом.

Компоненты должны удовлетворять предъявляемым требованиям: песок не должен содержать глинистых частиц, его фракция от 1 до 2,8 мм; щебень крупностью 1-2 см, а вода — только чистая, без каких-либо примесей.

Пропорции смешивания зависят от требуемой прочности бетона и марочности цемента. Весовые соотношения Ц:П:Щ:В для вяжущего вещества М400:

• 1:4,5:7:0,5 для монолита М100;
• 1:2,8:4,8:0,5 применяется для марки М200;
• 1:1,9:3,7:0,5, чтобы получить прочность М300;
• 1:1,2:2,7:05 для бетона М400.

Пропорция для приготовления смеси М200 должна быть принята 1:2,8:4,8:0,5. Это означает, что для замешивания 1 м³ бетона потребуется: цемент М400 — 263 кг, песок речной — 738 кг, щебень или гравий — 1265 кг, вода — 131 л.

Замешивание бетона

Малые объемы бетонной смеси приготавливают вручную, используя старое корыто или ванну. Сначала засыпают цемент и песок, перемешивают до однородности, добавляют воды и повторяют манипуляцию. В последнюю очередь добавляют щебень.

С использованием бетономешалки скорость изготовления бетона увеличивается. Механизированный замес предполагает выполнение операций в установленной последовательности. После запуска барабана постепенно добавляют компоненты:

• цемент и небольшое количество воды — до достижения равномерного смешивания;
• песок засыпают небольшими порциями;
• в почти готовую смесь понемногу подкладывают щебень, при необходимости вливают воду.

Схватывается цементная смесь через 10-12 часов, а затвердевает за неделю. Полностью прочность набирается спустя месяц после заливки при температуре 20ºС.

Добавки в бетон

Помимо прочности самого фундамента, бетонная смесь должна обеспечивать другие важные характеристики: пластичность, водопоглощение, морозостойкость. Если раствор используется как кладочный, должна быть обеспечена удобоукладываемость и живучесть смеси. Управляют полезными качествами бетонной массы на стадии замешивания посредством применения химических присадок.

Наиболее распространенные модификаторы:

1. Суперпластификаторы — снижают расход воды на замешивание, увеличивают прочность, снижают усадку и появление трещин. Возрастает морозостойкость бетона и его водонепроницаемость.
2. Противоморозные химические добавки применяются, когда нужно бетонировать в условиях низкой температуры. Действуют реагенты в мороз до -15ºС.
3. Самоуплотняющие присадки — они позволяют делать заливку смеси в зауженные пространства опалубки.
4. Добавки, ускоряющие твердение. Применяют, когда прочность нужна уже через сутки после укладки бетона.
5. Замедляющие схватывание реагенты используют, чтобы дольше сохранить подвижность смеси.

Универсальным средством для улучшения качеств бетонного раствора являются пластификаторы.

Этот строительный материал является разновидностью портландцемента. Состав предназначен для выполнения работ по изоляции скважин от давления грунтовых вод при добыче нефти и газа. Он обладает хорошими техническими и строительными характеристиками. Требования к такому цементу определены государственными стандартами 1581-96.

В состав тампонажного цемента входит измельченная основа клинкера с гипсом. Применяют и компоненты, которые воздействуют на определенные свойства материала. На рынке представлены различные подвиды раствора для нефтяных и газовых скважин:

1. Песчанистые. В состав смеси входит кварцевый песок с гипсом. Соотношение компонентов для «холодных» скважин — 20%. Для «горячих» — 50%.
2. Гигроскопический с добавкой триэтаноламина.
3. Солестойкий. Применяется в местах с высокой концентрацией солей в грунтовых водах. Кварцевый песок, входящий в состав цементного раствора, предупреждает появление коррозии.
4. Утяжеленный. При производстве перемешивают клинкер и утяжеляющие добавки: железную руду в форме магнетитов, гематитов, шпальтов.

В горячей скважине цемент затвердевает быстрее, характеризуется повышенной прочностью благодаря низкому проценту СзА.

По химико-минералогическому составу тампонажный цемент схож с портландцементом. Но минералогическая клинкерная основа на разных производствах отличается. Клинкеры для холодных скважин обладают следующими характеристиками:

1. Высоким содержанием трехкальциевого силиката (57-60%) при низкой концентрации СзА (4-7%). Тонко измельченный клинкер обеспечивает высокую активность цемента на стадии отвердевания и необходимую скорость схватывания.
2. Повышенным содержанием трехкальциевого алюмината (12-13%). Это способствует быстрое схватывание и затвердевание состава.

Тампонажный цемент, затворенный водой на 50%, дает подвижную пульпу, которую накачивают насосами в скважины. Нужно, чтобы твердый камень из портландцемента обладал высокой начальной прочностью. Чтобы регулировать сроки застывания, в состав включают гипс. Его дозировку подбирают исходя из компонентов клинкерной основы и степени помола.

Тампонажный портландцемент обладает рядом особенностей:

• водостойкость — возможность застывания под водой;
• сочетание с различными наполнителями;
• быстрое затвердевание.

Вне зависимости от условий окружающей среды он сохраняет свою целостность и прочность длительное время.

На пакетах со строительным составом указаны обозначения типа: ПЦТ III-Об 5-100-ГФ ГОСТ 1581-96. По этим показателям определяется маркировка:

• ПЦТ — портландцемент тампонажный;
• III-Об — третий вид уплотнителя облегченного, вяжущего;
• 5 — показатель прочности;
• 100 — температура для укладки и использования, тип умеренный;
• ГФ — гидрофобизированное вяжущее, устойчивое к влаге;
• ГОСТ 1581-96 — стандарт, установленный государством.

Производство материала должно производиться строго по ГОСТу и техническому регламенту.

Параметры

Тампонажный цемент по своему составу классифицируются на различные виды:

• песчанистые (П50);
• с добавками (Д20);
• без добавок (Д0);
• с добавками (утяжеляющими или облегчающими), регулирующими плотность смеси.

По плотности цементного раствора выделяют:

• утяжеленный (У);
• облегченный (О);
• с нормальной плотностью.

По температуре использования:

• для высоких (150);
• низких и нормальных (50);
• умеренных (100).

По степени сульфатостойкости:

• сульфатостойкий (ССТ);
• обыкновенный (требований не устанавливают).

Производитель гарантирует соответствие портландцементов принятым государственным стандартам при соблюдении условий транспортировки и хранения в упаковке.

Свойства тампонажного портландцемента строго регламентированы государственным стандартом, которым должны руководствоваться производители вяжущей смеси.

Основными техническими показателям ТП по ГОСТу 26798.1-96 являются:

• Удельная насыпная плотность — 800 -1200 кг/м.
• Насыпная поверхность — 250-1500 м2/кг (зависит от тонкости помола, минералогического состава раствора и добавок, включенных в раствор).
• Подвижность около 18-25 см при в/ц=0,5. Нижний уровень — 16 см, когда смесь сохраняет пластичность.
• Водосодержание — 0,35 -0,4 (практически). Теоретически — 0,2 — 0,25. Чтобы получить пластичный раствор, нужно добиться 18 см расплыва материала по АзНИИ-конусу. Это означает, что для каждой партии цемента и раствора количество жидкости больше нормы.
• Сроки схватывания на начальной стадии — не раньше 1 часа 45 минут. Окончание затвердевания — не позднее 10 часов.
• Прочность — 27-62 кг/см2.
• Усадка — не допускается.
• Водоотделение — не больше 7,5-10 мл.

Указанные технические характеристики должны содержаться в сертификате наряду со сведениями о партии и дате изготовления.

Как и у обыкновенного, у тампонажного сохраняются все свойства в течение 6 месяцев. Активность раствора теряется при взаимодействии с влагой и контакте с открытым воздухом. Сроки затвердевания после затворения жидкостью зависят от температурного режима в скважине, количества натрия хлора, хлористого калия в составе смеси. Если температура выше 60 °С, диапазон колеблется от 10 минут до 10 часов. Если ниже — от 2 до 12 часов.

Главное назначение строительного материала — тампонирование нефтяных и газовых скважин. При бурении температура горных пород сильно воздействует на статическое напряжение сдвига, водоотдачу и вязкость раствора для бурения. Чем больше температура горных пород, тем труднее удерживать заданные параметры на уровне. При серьезной разности температур требуется применение тампонажного портландцемента.

Процесс представляет собой заделку цементным раствором пространства между обсадной трубой и стенками. Когда состав затвердеет, полученная прослойка будет способствовать надежной защите от грунтовых вод. Заполнять свободное пространство можно частично или полностью, принимая во внимание параметры грунта.

Тампонажный цемент при жилом строительстве не применяется. Исключение — закладка буровых свай под фундамент в тяжелых условиях.

Применение

Тампонажный цемент не заливают вручную. Его закачивают с помощью насосов. Поэтому состав должен быть жидким — 1 часть воды на 2 части сухого порошка. Полученную субстанцию называют пульпой. Зазор между стволом скважины при глубине на сотни и тысячи метров должен быть 15-50 мм. Требования к цементному составу строгие: сохранение первоначальной подвижности при скорости поступления в шахту около 1,5 м/с. Когда процесс завершится, прочность будет возрастать.

Высокие показатели твердости обеспечиваются, если использован качественный цемент. Чтобы в этом убедиться, крошку просеивают через сито. Если порошка осталось на 3/4, то состав считается высококачественным.

Таким образом, тампонажный цемент — продукт, получаемый путем измельчения цементного клинкера гипса и различных добавок. Смесь используется для цементирования нефтяных и газовых скважин для защиты свободного пространства между обсадной колонной и стволом скважины от воздействия подземных вод. В сфере строительства его не применяют. Раствор реализуют навалом и в мягких мешках весом 50 кг.

Популярное